KR101890359B1 - 주기적으로 회전하는 레이더의 빔 폭 조절 장치 및 장거리 레이더 시스템 - Google Patents

주기적으로 회전하는 레이더의 빔 폭 조절 장치 및 장거리 레이더 시스템 Download PDF

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Abstract

본 실시예들은 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔을 구분하고, 장거리 탐지 빔의 송신 빔에 에너지를 집중하고, 고고도 탐지 빔의 송신 빔의 빔 폭을 증가시키고, 고고도 탐지 빔의 수신 빔에 디지털 빔 형성 방식을 적용함으로써, 빔 폭을 변경하면서 시간 자원을 최적화할 수 있는 장거리 레이더 시스템을 제공한다.

Description

주기적으로 회전하는 레이더의 빔 폭 조절 장치 및 장거리 레이더 시스템 {Beam Width Adjusting Apparatus for Periodically Rotating Radar and Long Range Radar System}
본 발명이 속하는 기술 분야는 주기적으로 회전하는 레이더의 빔 폭을 조절하여 시간자원을 효율적으로 운용하는 장거리 레이더 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
레이더는 전자기파를 방사하고 표적으로부터 반사된 신호를 이용하여 표적을 탐지하는 장치이다. 레이더는 주기적으로 회전하면서 대상체를 탐지하는 데, 레이더는 최대 거리뿐만 아니라 고도를 고려하여 탐지 영역을 탐지하여야 한다. 장거리 레이더가 탐지 범위를 충족하기 위해서는 레이더의 회전 속도에 따라 탐지하는 시간에 제약이 있다.
기존의 레이더는 단일 형태의 빔을 이용하기 때문에, 시간 자원을 최적화할 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 레이더의 탐지 범위를 충족하기 위하여 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔을 구분하고, 장거리 탐지 빔의 송신 빔에 에너지를 집중하고, 고고도 탐지 빔의 송신 빔의 빔 폭을 넓히고, 고고도 탐지 빔의 수신 빔에 디지털 빔 형성 방식을 적용함으로써, 주기적으로 회전하는 장거리 레이더 시스템에서 시간을 차지하는 빔의 개수를 최소화하는 데 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 빔 제어기, 상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 디지털 송수신기, 및 상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 디지털 빔 형성기를 포함하는 레이더 빔 폭 조절 장치를 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 레이더 빔 폭 조절 장치에 의한 레이더 빔 폭 조절 방법에 있어서, 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 단계, 상기 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 단계, 및 상기 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 단계를 포함하는 레이더 빔 폭 조절 방법을 제공한다.
본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 전자기파를 송수신하는 안테나, 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 빔 제어기, 상기 안테나에 연결되며, 상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 디지털 송수신기, 및 상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 디지털 빔 형성기를 포함하는 장거리 레이더 시스템을 제공한다.
본 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 안테나를 포함하는 장거리 레이더 시스템에 의한 레이더 빔 폭 조절 방법에 있어서, 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 단계, 상기 안테나를 이용하여 상기 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 단계, 및 상기 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 단계를 포함하는 레이더 빔 폭 조절 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔을 구분하고, 장거리 탐지 빔의 송신 빔에 에너지를 집중하고, 고고도 탐지 빔의 송신 빔의 빔 폭을 증가시키고, 고고도 탐지 빔의 수신 빔에 디지털 빔 형성 방식을 적용함으로써, 주기적으로 회전하는 장거리 레이더 시스템이 빔 폭을 변경하면서 시간 자원을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장거리 레이더 시스템이 레이더 빔을 방사하는 동작을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장거리 레이더 시스템이 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔을 구분하여 탐지하는 것을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 빔 폭 조절 장치를 예시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 빔 폭 조절 장치의 빔 제어기를 예시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 빔 폭 조절 장치의 빔 제어기가 산출하는 탐지 거리를 예시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 빔 폭 조절 장치의 빔 제어기가 참조하는 송신기별 크기/위상 테이블을 예시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 빔 폭 조절 장치의 빔 제어기가 빔을 선택하는 동작을 예시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 빔 폭 조절 장치의 디지털 송수신기를 예시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이더 빔 폭 조절 장치의 디지털 빔 형성기를 예시한 블록도이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
도 1에서 장거리 레이더 시스템(10)은 주기적으로 회전하면서 거리 300 km 이상 및 360도 전방위를 탐지하며, 전자기파를 방사하고 반사된 전자기파를 수신하여 표적을 분석하고 탐지하는 장치이다.
장거리 레이더 시스템(10)은 주안테나, 부안테나, 부엽차단안테나, 송수신제어부, 안테나 받침대, 및 구동장치를 포함할 수 있다. 장거리 레이더 시스템(10)은 안테나 결합기, 정비용 리프트, 안테나 접이용 힌지, 모터A, 모터B, 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다.
주안테나는 1차 레이더의 빔을 방사하고 수신하는 기능을 수행하며 빔을 방사하는 면의 가로 및 세로는 구현되는 설계에 따라 적합한 수치의 길이로 설정될 수 있다. 주안테나는 이동이 용이하도록 안테나 소자에 회전결합기를 적용한 접이식 구조를 갖는다. 전자빔조향 및 디지털빔형성을 위해 주안테나의 각 행에는 고출력증폭기와 디지털송수신기가 장착된다.
부안테나는 2차 레이더의 빔을 방사하고 수신하는 기능을 수행하며 빔을 방사하는 면의 가로 및 세로는 구현되는 설계에 따라 적합한 수치의 길이로 설정될 수 있다. 장거리 레이더 시스템은 피아 식별구성(IFF, Identification Friend or Foe)을 포함하고, 피아 식별을 위한 보조 레이더를 포함하여 적군과 아군을 식별하여 표적을 탐지할 수 있다.
부엽차단안테나는 주안테나에 장착되고, 저잡음증폭기를 내장하여 수신잡음을 최소화한다.
수신제어부은 안테나장치(예컨대, 주안테나 및 부안테나)를 제어하고 안테나장치의 상태를 취합하며, 점검보정 기능을 수행한다. 빔송신시는 송신위상보정값과 빔조향값에 따라 각 송신기로 제어명령을 송신하여 위상을 조정한다. 디지털수신기로 수신된 디지털데이터를 취합하여 데이터 형태로 신호처리장치로 송신하는 기능도 수행한다.
안테나받침대는 안테나장치를 지탱하면서 회전시 회전하는 역할을 수행한다. 안테나 받침대와 주안테나는 힌지로 연결되어 안테나를 눕힐 수 있도록 한다.
구동장치는 회전시 고정부에 장착되어 안테나장치를 일정한 주기로 회전할 수 있도록 한다. 구동장치에는 모터가 이중화되어 장착되어 모터 고장시 즉시 대체할 수 있도록 한다. 또한 안테나 회전각을 감지하는 센서를 장착하여 안테나 회전각을 인식할 수 있다.
정비용 리프트는 정비자가 안테나 상단에 접근할 수 있도록 한다.
이하에서는 도 2를 참조하여, 레이더의 빔 폭을 조절하는 장거리 레이더 시스템을 설명하기로 한다.
장거리 레이더 시스템은 시간 자원을 효율적으로 활용하여 일정 주기로 회전하면서 일정한 공간을 탐색하는 3차원 탐색 레이더이다.
장거리 레이더 시스템은 에너지를 집중해야 하는 장거리 탐지 빔에서 최대성능을 나타내는 송신 빔을 사용한다. 장거리 레이더 시스템은 상대적으로 에너지가 남는 고고도 탐지 빔에서 송신 빔의 빔 폭을 증가시킨다. 송신 빔의 빔 폭은 기본 빔 폭의 배수로 증가시킬 수 있다. 장거리 레이더 시스템은 고고도 탐지 빔에서의 수신 빔에 대하여 디지털 빔 형성 방식을 적용하여 탐지 거리를 최적화하고, 수신 빔을 동일하게 유지하여 탐지 성능을 유지한다. 장거리 레이더 시스템은 수신 빔 폭에 의해 결정되는 정확도 및 분해능 성능은 유지하면서 시간을 차지하는 빔 개수를 줄여 시간을 절약할 수 있다.
레이더 시스템은 최대 거리를 충족하도록 설계되나 고도도 고려하여 빔을 운용해야 한다. 일정한 속도로 회전하는 회전형 레이더에서 시간 자원의 제약 때문에 빔 자원의 적절한 분배가 요구된다. 레이더의 탐지 범위를 충족하기 위해서 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔의 형태를 다르게 적용하여 근거리 고고도 탐지 빔에서 상대적으로 충분한 에너지를 시간에 배분하여 최적화한다.
도 3에서는 장거리 레이더 시스템에 적용되는 레이더 빔 폭 조절 장치가 도시되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 레이더 빔 폭 조절 장치는 레이더 빔을 제어하는 빔 제어기(100), 디지털 빔을 형성하는 디지털 빔 형성기(200), 및 레이더 신호를 송수신하는 디지털 송수신기(300)를 포함한다. 레이더 빔 폭 조절 장치는 도 3에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 레이더 빔 폭 조절 장치는 신호 처리기(400)를 추가로 포함할 수 있다.
레이더 빔 폭 조절 장치는 고고도 탐지 빔인지 장거리 탐지 빔인지를 판단하고, 장거리 탐지 빔의 송신 빔에 에너지를 집중하고, 고고도 탐지 빔의 송신 빔의 빔 폭을 넓히고, 고고도 탐지 빔의 수신 빔에 디지털 빔 형성 방식을 적용한다.
빔 제어기(100)는 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성한다. 빔 제어정보는 고각 정보, 송수신기별 레이더 신호의 크기/위상 정보 등을 포함할 수 있다. 빔 제어기(100)는 고각 정보를 기반으로 탐지 거리와 필요 이득을 산출한다. 레이더 빔 제어기(100)는 디지털 송수신기별 가중치를 선택하여 디지털 송수신기(200)로 전송한다.
디지털 송수신기(200)는 빔 제어기(100)로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신한다. 장거리 레이더 시스템은 디지털 송수신기(200)에 연결된 안테나(20)를 통하여 레이더 빔을 방사하고 수신한다. 장거리 레이더 시스템은 배열의 위상을 조정하여 빔을 송신한다. 고고도 탐지 빔의 빔 폭과 장거리 탐지 빔의 빔 폭은 상이하게 설정될 수 있다.
디지털 빔 형성기(300)는 빔 제어기(100)로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성한다. 디지털 빔 형성기(300)는 복수의 수신 빔을 신호 처리기(400)로 전송한다.
신호 처리기(400)는 복수의 수신 빔을 처리하여 탐지 영역에서의 대상체 또는 표적을 식별할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하면, 빔 제어기를 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 빔 제어기는 탐지 거리 산출기(110), 필요 이득 산출기(120), 빔 선택기(130), 및 송신기별 크기/위상 테이블(140)을 포함한다.
탐지 거리 산출기(110)가 빔 고각을 입력받아 해당 고각에서 탐지해야 하는 거리를 계산하여 최적 이득을 선택한다. 필요 이득 산출기(120)는 결정된 거리에서 필요한 이득을 계산하고, 빔 선택기(130)가 필요한 빔을 선택하여 각 디지털송수신기별 가중치를 선택하여 디지털 송수신기(200)로 정보를 전송한다.
탐지 거리 산출기(100)는 송신 고각 정보를 기준 고각 정보와 비교하여 송신 빔을 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔으로 구분하여 탐지 거리를 산출한다. 탐지 거리 산출기(100)는 먼저 고고도 탐지 빔인지 장거리 탐지 빔인지 여부를 판단한다. 송신 고각 정보와 기준 고각 정보 간의 비교식은 수학식 1과 같이 표현된다.
Figure 112018026961614-pat00001
수학식 1에서 φ는 빔 고각이고, h는 최대 수직 고도이고, R0은 최대 수평 거리를 나타낸다. 여기서 최대 수직 고도는 30 km로 설정될 수 있고, 최대 수평 거리는 400 km로 설정될 수 있다.
탐지 거리 산출기(110)는 송신 고각 정보과 기 설정된 최대 수평 거리의 관계로부터 탐지 거리를 산출할 수 있다. 빔 고각에 따라 구분된 빔의 종류가 장거리 탐지 빔이면, 수학식 2를 이용하여 탐지 거리를 계산한다.
Figure 112018026961614-pat00002
탐지 거리 산출기(110)는 송신 고각 정보과 기 설정된 최대 수직 고도의 관계로부터 탐지 거리를 산출할 수 있다. 빔 고각에 따라 구분된 빔의 종류가 고고도 탐지 빔이면, 수학식 3을 이용하여 탐지 거리를 계산한다.
Figure 112018026961614-pat00003
필요 이득 산출기(120)는 산출한 탐지 거리에 기 설정된 최대 탐지 거리를 적용하여 탐지 거리에서의 필요 이득을 산출한다. 필요 이득 산출기(120)는 레이더 방정식을 이용하여 최대 탐지 거리 대비 고각에서 탐지해야 하는 거리의 필요 이득을 계산한다.
Figure 112018026961614-pat00004
수학식 4에서 G는 필요 이득이고, Gt는 최대 탐지 거리에서의 이득이고, R은 탐지 거리이고, Rmax는 최대 탐지 거리를 나타낸다.
레이더는 최대 탐지 거리(Rmax)를 탐지할 수 있도록 레이더 송신 출력(Pt), 레이더의 송신 안테나 이득(Gt), 레이더의 수신 안테나 이득(Gr)이 고정되어 제작된다. 송신 안테나 이득은 공간상으로 방사되는 전자기파의 에너지를 결정하며, 수신 안테나 이득은 반사되어 돌아온 신호를 수신하고, 탐지정확도를 결정한다.
고고도 탐지 빔에 대해서 송신 빔의 빔폭을 넓히고 수신 빔은 빔 폭을 유지하여 탐지에 충분한 에너지를 유지하면서도 넓은 각도에 표적 탐지를 단일 빔으로 수행하여 시간 자원을 최적화한다.
빔 선택기(130)는 산출한 필요 이득에 대하여 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 빔 폭으로 환산하고 환산된 빔 폭을 평가하여 매칭하는 빔을 선택한다. 송신기별 크기/위상 테이블은 도 6에 예시되어 있다.
빔 선택기(130)는 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 선택한 송신기별 크기/위상 정보를 디지털 송수신기(200)로 전송하고, 수신 고각 정보를 선택하여 디지털 빔 형성기(300)로 전송한다.
도 7을 참조하면, 단계 S710에서 빔 선택기는 필요 이득 산출기로부터 필요 이득을 수신하고, 송신기별 크기/위상 테이블에 접근한다. 단계 S730에서 빔 선택기는 송신기별 크기/위상 테이블에서 필요 이득에 해당하는 빔 폭을 결정한다. 즉, 필요한 이득을 받아 빔별, 송신기별 크기/위상 테이블을 검색하여 적절한 빔 폭으로 환산한다.
단계 S730에서 빔 선택기는 빔 폭이 장거리 탐지 빔의 빔 폭의 2배 이상인지 판단하고, 2배 미만이면 기본 빔을 선택한다(S740). 단계 S750에서 빔 선택기는 빔 폭이 장거리 탐지 빔의 빔 폭의 3배 이상인지 판단하고, 3배 미만이면 2배 빔을 선택한다(S760). 빔 폭이 장거리 탐지 빔의 빔 폭의 3배 이상이면 3배 빔을 선택한다(S770). 즉, 고고도 탐지 빔의 송신 빔의 빔 폭을 장거리 탐지 빔의 빔 폭의 N배수로 설정할 수 있다. 빔 선택기는 환산된 빔 폭을 평가하여 빔을 선택하고, 수신 고각과 송신기별 크기/위상을 선택한다(S780).
빔 선택기(130)는 송신기별 크기/위상 정보(가중치)를 디지털 송수신기(200)로 전송하고, 수신 고각을 디지털 빔 형성기(300)로 전송한다.
도 8에서는 디지털 송수신기(200)가 도시되어 있다. 디지털 송수신기(200)는 제어기, 무선주파수(RF) 송신기, 위상 천이기, 신호 증폭기, 격리기(Isolator), 저잡음 증폭기, 무선주파수 수신기, 아날로그 디지털 컨버터(ADC), 디지털 다운 컨버터(DDC), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
디지털 송수신기(200)는 수신한 레이더 신호의 크기와 위상을 적용하여 빔을 송신한다. 즉, 빔 선택기(140)로부터 수신한 송신기별 크기/위상 정보를 기반으로 고고도 탐지 영역을 탐지하기 위한 빔 폭이 증가된 송신 빔을 송신한다. 디지털 송수신기(200)는 표적에서 반사되어 수신된 신호를 디지털 빔 형성기(300)으로 전송한다.
도 9에서는 디지털 빔 형성기(300)가 도시되어 있다. 디지털 빔 형성기(300)는 데이터 분배기, 복수의 빔 형성기, 저장기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
디지털 빔 형성기(300)는 수신한 수신 고각 정보를 이용하여 빔을 형성한다. 즉, 디지털 빔 형성기(300)는 빔 선택기(140)로부터 수신한 수신 고각 정보를 기반으로 복수의 빔 형성기를 병렬로 처리하여 고고도 탐지 영역을 탐지하기 위한 복수의 수신 빔을 형성한다. 이때 복수의 빔 형성기를 병렬로 적용하여 동일 수신 신호에 대하여 여러 개의 수신 빔을 형성하여 저장하고 신호 처리기(400)로 전송한다.
레이더 빔 폭 조절 장치에 포함된 구성요소들이 도 3, 도 4, 도 8, 및 도 9에서는 분리되어 도시되어 있으나, 복수의 구성요소들은 상호 결합되어 적어도 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 구성요소들은 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작한다. 이러한 구성요소들은 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
레이더 빔 폭 조절 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.
레이더 빔 폭 조절 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.
레이더 빔 폭 조절 장치에 의한 레이더 빔 폭 조절 방법은 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 단계, 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 단계, 및 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 단계를 포함한다.
안테나를 포함하는 장거리 레이더 시스템에 의한 레이더 빔 폭 조절 방법은 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 단계, 안테나를 이용하여 상기 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 단계, 및 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 단계를 포함한다.
레이더 빔 폭 조절 방법은 레이더 빔 폭 조절 장치 또는 장거리 레이더 시스템에 의하여 수행될 수 있으며, 레이더 빔 폭 조절 장치 또는 장거리 레이더 시스템가 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 7에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 7에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 장거리 레이더 시스템 20: 안테나
100: 빔 제어기 200: 디지털 송수신기
300: 디지털 빔 형성기 400: 신호 처리기

Claims (14)

  1. 송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 빔 제어기;
    상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 디지털 송수신기; 및
    상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 디지털 빔 형성기를 포함하며,
    상기 빔 제어기는,
    상기 송신 고각 정보를 기준 고각 정보와 비교하여 상기 송신 빔을 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔으로 구분하여 탐지 거리를 산출하는 탐지 거리 산출기;
    상기 산출한 탐지 거리에 기 설정된 최대 탐지 거리를 적용하여 상기 산출한 탐지 거리에서의 필요 이득을 산출하는 필요 이득 산출기; 및
    상기 산출한 필요 이득에 대하여 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 빔 폭으로 환산하고 환산된 빔 폭을 평가하여 매칭하는 빔을 선택하는 빔 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더 빔 폭 조절 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탐지 거리 산출기는 상기 송신 고각 정보과 기 설정된 최대 수직 고도의 관계로부터 상기 탐지 거리를 산출하거나, 상기 송신 고각 정보과 기 설정된 최대 수평 거리의 관계로부터 상기 탐지 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 레이더 빔 폭 조절 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 빔 선택기는,
    상기 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 선택한 송신기별 크기/위상 정보를 상기 디지털 송수신기로 전송하고, 수신 고각 정보를 선택하여 상기 디지털 빔 형성기로 전송하는 것을 특징으로 하는 레이더 빔 폭 조절 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디지털 송수신기는,
    상기 빔 선택기로부터 수신한 송신기별 크기/위상 정보를 기반으로 고고도 탐지 영역을 탐지하기 위한 빔 폭이 증가된 송신 빔을 송신하는 것을 특징으로 하는 레이더 빔 폭 조절 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 디지털 빔 형성기는,
    상기 빔 선택기로부터 수신한 수신 고각 정보를 기반으로 복수의 빔 형성기를 병렬로 처리하여 고고도 탐지 영역을 탐지하기 위한 복수의 수신 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이더 빔 폭 조절 장치.
  7. 레이더 빔 폭 조절 장치에 의한 레이더 빔 폭 조절 방법에 있어서,
    송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 단계;
    상기 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 빔 제어정보를 생성하는 단계는 상기 송신 고각 정보를 기준 고각 정보와 비교하여 상기 송신 빔을 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔으로 구분하여 탐지 거리를 산출하고, 상기 산출한 탐지 거리에 기 설정된 최대 탐지 거리를 적용하여 상기 산출한 탐지 거리에서의 필요 이득을 산출하고, 상기 산출한 필요 이득에 대하여 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 빔 폭으로 환산하고 환산된 빔 폭을 평가하여 매칭하는 빔을 선택하는 것을 특징으로 하는 레이더 빔 폭 조절 방법.
  8. 전자기파를 송수신하는 안테나;
    송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 빔 제어기;
    상기 안테나에 연결되며, 상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 디지털 송수신기; 및
    상기 빔 제어기로부터 수신한 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 디지털 빔 형성기를 포함하며,
    상기 빔 제어기는,
    상기 송신 고각 정보를 기준 고각 정보와 비교하여 상기 송신 빔을 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔으로 구분하여 탐지 거리를 산출하는 탐지 거리 산출기;
    상기 산출한 탐지 거리에 기 설정된 최대 탐지 거리를 적용하여 상기 산출한 탐지 거리에서의 필요 이득을 산출하는 필요 이득 산출기; 및
    상기 산출한 필요 이득에 대하여 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 빔 폭으로 환산하고 환산된 빔 폭을 평가하여 매칭하는 빔을 선택하는 빔 선택기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장거리 레이더 시스템.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 탐지 거리 산출기는 상기 송신 고각 정보과 기 설정된 최대 수직 고도의 관계로부터 상기 탐지 거리를 산출하거나, 상기 송신 고각 정보과 기 설정된 최대 수평 거리의 관계로부터 상기 탐지 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 장거리 레이더 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 빔 선택기는,
    상기 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 선택한 송신기별 크기/위상 정보를 상기 디지털 송수신기로 전송하고, 수신 고각 정보를 선택하여 상기 디지털 빔 형성기로 전송하는 것을 특징으로 하는 장거리 레이더 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디지털 송수신기는,
    상기 빔 선택기로부터 수신한 송신기별 크기/위상 정보를 기반으로 고고도 탐지 영역을 탐지하기 위한 빔 폭이 증가된 송신 빔을 송신하는 것을 특징으로 하는 장거리 레이더 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 디지털 빔 형성기는,
    상기 빔 선택기로부터 수신한 수신 고각 정보를 기반으로 복수의 빔 형성기를 병렬로 처리하여 고고도 탐지 영역을 탐지하기 위한 복수의 수신 빔을 형성하는 것을 특징으로 하는 장거리 레이더 시스템.
  14. 안테나를 포함하는 장거리 레이더 시스템에 의한 레이더 빔 폭 조절 방법에 있어서,
    송신 고각 정보를 기준으로 탐지 거리 및 송신 이득을 산출하여 송신 빔의 빔 폭을 결정하고 빔 제어정보를 생성하는 단계;
    상기 안테나를 이용하여 상기 빔 제어정보에 따라 레이더 신호를 송신하고 대상체에서 반사된 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 빔 제어정보에 따라 복수의 빔을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 빔 제어정보를 생성하는 단계는 상기 송신 고각 정보를 기준 고각 정보와 비교하여 상기 송신 빔을 고고도 탐지 빔과 장거리 탐지 빔으로 구분하여 탐지 거리를 산출하고, 상기 산출한 탐지 거리에 기 설정된 최대 탐지 거리를 적용하여 상기 산출한 탐지 거리에서의 필요 이득을 산출하고, 상기 산출한 필요 이득에 대하여 송신기별 크기/위상 테이블을 참조하여 빔 폭으로 환산하고 환산된 빔 폭을 평가하여 매칭하는 빔을 선택하는 것을 특징으로 하는 레이더 빔 폭 조절 방법.
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